KR101523809B1 - 선형 브리치 또는 탄약 공급부를 갖춘 무기를 위한 브리치 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단지 저킹(jerking) 및 반동(recoil) 없는 작동 및 브리치(20)의 제한된 가속도를 특징으로 하여 관성력 및 요구되는 파워를 줄이고 반복 속도를 증가시키는 것인, 소정 무기를 위한 구동장치(100) 또는 메커니즘에 관한 것이다. 요구되는 파워의 감소는 또한 신속한 제동의 경우에 제동력의 감소를 초래한다. 이러한 목적을 위해, 바람직하게는 모터 등의 회전 운동은 스카치 요크(Scotch yoke) 원리를 이용하여 브리치(20)의 전방 이동 또는 역방향 이동으로 전환된다. 단부 위치에서 브리치의 정지 기간을 허용하기 위해, 로드(3) 및 요크(1)는 요크(1)가 회전될 때 요크 반경이 변하도록 서로에 대해 반경방향으로 변위 가능하게 배치된다. 컨트롤 캠(6)은 로드(3)를 반경방향으로 안내한다.

Description

선형 브리치 또는 탄약 공급부를 갖춘 무기를 위한 브리치 구동장치{BREECH DRIVE FOR A WEAPON WITH LINEAR BREECH OR AMMUNITION FEED}

본 발명은 무기 포신 내로의 브리치 또는 카트리지의 공급, 특히 선형 공급을 위한 스러스트 크랭크(thrust crank)를 이용한 구동장치 운동학과 관련된 것이다.

외부 동력식 기관총에서, 무기를 구동하기 위한 에너지는 가스 압력 또는 무기 반동(recoil)으로부터 얻어지지 않고, 전기식 구동장치 또는 유압식 구동장치에 의해 제공된다.

특히 전기식으로 구동되는 무기의 경우에 있어서, 모터의 회전 이동은 이러한 목적을 위해 브리치의 진동형 이동으로 전환되어야만 한다. 더욱이, 브리치는 그 변위 이동의 한계 위치에서 정지 상태로 있게 되는 시간을 필요로 한다. 제1 한계 위치에서, 이전 사격의 케이스는 브리치의 전방에서 제거되어야만 하며, 새로운 카트리지는 무기 포신의 카트리지 챔버 내로 구동되기 이전에 브리치의 전방에서 제공되어야만 한다. 추가적인 한계 위치에서, 브리치는 잠겨 있어야만 하며 카트리지가 발사된다. 일단 무기 포신 내의 가스 압력이 떨어지면, 이제 브리치는 잠금 해제될 수 있다.

외부 구동식 기관총을 위해 견고하게 잠기는 선형 브리치는 DE 36 27 361 C1에 공개되어 있다. 바운싱(bouncing) 없는, 공간 절감형 잠금을 위해 컨트롤 롤(control roll)도 또한 이 문헌에서 제안된다.

DE 37 12 905 A1은, 그 중에서도 외부 구동장치에 의해 작동되며 선형 브리치의 선형 이동을 위해 사용되는 캠 드럼을 구비한 기관총을 설명하고 있다. 캠 드럼은 이에 대응하여 둘레에 걸쳐 무한하게 작동할 수 있는 컨트롤 캠을 구비한다. 더욱이, 짧은 반경방향 작동용 컨트롤 캠 및 이보다 긴 축방향 작동용 컨트롤 캠이 둘레에 배치된다.

DE 10 2005 045 824 A1은, 그 컨트롤 롤이 포신 보어 축선의 평면에 통합되는 물리적으로 소형인 무기를 제안한다. 컨트롤 롤은, 적어도 2개의 컨트롤 캠이 조립되는 컨트롤 바디(control body)를 구비한다. 이 경우에 있어서, 캠 정보는 브리치의 선형 공급으로 전환된다.

이전에 공개되지 않은 DE 10 2007 048 468.4에서는, 체인에 의해 무기 포신 또는 카트리지 챔버 내로 브리치 또는 탄약을 선형으로 공급하기 위한 구동장치가 바람직하다. 체인은 직사각형 형태인 4개의 스프라켓 휠을 지나며, 이에 의해 브리치의 정지 시간이 한정되는 것인 부시마스터 구동장치(bushmaster drive)와 달리, 이 경우에 체인은 자체로 간단한 방식으로 2개의 스프라켓 휠 주위를 타이트하게(tightly) 지나게 된다. 체인 상의 스터드 또는 체인 링크는 이동 가능한 슬라이드 아래에 위치하는 홈 또는 가이드 내에 통합된다. 이는, 별도의 기능 제어 수단에 의해 결정되는 무기의 정지 시간 동안 체인이 계속 작동하도록 해준다. 체인 자체는 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 신속 정지 수단은 이 경우에 있어서 체인의 경로에 통합된다.

무기 포신 또는 카트리지 챔버에 대한 브리치의 선형 공급은, 이전에 공개되지 않은 DE 10 2007 054 470.9에 설명되어 있다. 이 경우에 있어서, 선형 안내 홈은 구동장치 운동학적으로 통합된다. 브리치에 물리적으로 연결되는 수단은 안내 홈에서 안내된다. 안내 홈은 자체로, 그 전방 위치에서의 잠금, 발사 및 잠금 해제 동안 그리고 일단 브리치가 그 후방 위치로 이동되면 로딩 동안, 브리치가 정지하기 위해 필요한 시간을 자체로 판단하는 둘레의 포지티브 가이드(positive guide)(슬롯형 링크)에 의해 둘러싸이게 된다. 추가적인 수단은, 브리치를 위한 구동 수단과 마찬가지로 포지티브 가이드 내에서 안내된다. 구동 전달은, 전기 모터 등에 의해 구동되는 슬라이딩 롤러, 기어 휠 또는 기타 등등에 의해 제공될 수 있다. 구동장치 자체는 무기가 정지상태인 시간 동안 계속 작동되는 반면, 브리치는 이러한 정지 시간 동안 이동하고 이후에 다시 되돌아온다.

마지막으로 언급한 3가지 해법 자체는 발사 속도 및 기계적인 마모와 관련하여 만족스러운 결과를 얻게 되는 실시 가능한 구동장치를 이미 다루고 있지만, 본 발명은 또한 더 빠른 발사 속도를 위해 역시 마찬가지로 사용되는 바와 같은, 브리치를 위한 추가적인 구동장치를 특정하려는 목적에 기초한다.

본 발명은 특허 청구항 1의 특징에 의해 달성된다. 유리한 실시예는 종속 청구항에 특정되어 있다.

본 발명은, 브리치 가속도의 레벨이 낮고 저킹(jerking) 없이 원활하게 작동하는 메커니즘을 제공한다는 사상에 기초하며, 이에 따라 질량 힘(mass force)을 감소시키고 구동력을 낮추며 발사 속도가 빨라지도록 해준다. 구동력의 감소는 더욱이 신속한 정지가 요구될 때 제동력을 줄여주는 결과를 낳는다.

이러한 목적을 위해, 회전 이동, 바람직하게는 모터 등의 회전 이동을 브리치의 전후 이동으로 전환하는 데 크랭크 구동장치의 원리가 사용된다. 한계 위치에서 소정 시간 동안 브리치가 정지할 수 있도록 하기 위해, 커넥팅 로드 및 크랭크는 이들이 서로에 대해 반경방향으로 이동될 수 있도록 배치되며, 이에 따라 크랭크 반경은 크랭크의 회전에 따라 변한다. 커넥팅 로드는 컨트롤 캠에 의해 반경방향으로 안내된다.

크랭크 구동장치는, 신속한 정지 이벤트 시에 제동되어야만 하는 회전 질량(크랭크, 모터 및 가능하다면 스텝업 트랜스미션)이 작다는 장점이 있다. 이는 또한 구성을 간단하게 한다는 것을 확인하였다.

본 발명은 예시적인 일 실시예를 이용하고 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

본 발명에 따르면, 더 빠른 발사 속도를 위해 사용 가능한 브리치를 위한 추가적인 구동장치를 구현할 수 있다.

도 1은 바람직한 컨트롤 캠을 갖춘 구동장치의 개략적인 도면을 도시한 것이다.
도 2는 도 1로부터의 이동 시퀀스를 실시하기 위한 브리치 구동장치를 도시한 것이다.
도 3은 도 2로부터의 상세도를 도시한 것이다.
도 4는 도 3으로부터의 부분도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3으로부터의 부분도를 도시한 것이다.

도 1은 개략적으로 도시된 구동장치의 대략적인 제1 도면을 도시한 것이다. 크랭크(1)의 회전 샤프트(M) 및 이에 따른 크랭크(1) 자체는 모터 등을 통해 구동된다(더 이상 상세하게 도시되어 있지 않음). 커넥팅 로드(3)는, 커넥팅 로드가 크랭크(1)에 있는 홈(1.1)에서 이동할 수 있도록 후방 단부(Eh)와 함께 배치되고, 브리치(20)의 드라이버(4) 또는 브리치(20) 상의 전방 단부(Ev)에 연결된다. 더욱이, 롤러(5)와 같은 슬라이딩 수단은 커넥팅 로드(3)의 후방 단부(Eh)에 배치되며, 평면도에서 (두꺼운) 땅콩 형상을 갖는 컨트롤 캠(6)에서 작동한다. 컨트롤 캠(6)은 4개의 상이한 섹터 또는 영역에 의해 한정되며, 이들 4개의 상이한 섹터 또는 영역은 브리치(20)를 공급하기 위한 바람직한 움직임을 생성한다.

컨트롤 캠(6)의 영역은 다음과 같이 브리치(20)의 이동 과정을 형성한다.

α1 - α2 : 브리치(20)를 후방으로, 후방 한계 위치를 중심으로 일정한 반경으로 이동

α2 - α3 : 임의의 바람직한 기능에 따른 브리치(20)의 전방을 향한 이동

α3 - α4 : 브리치(20)를 전방으로, 전방 한계 위치를 중심으로 일정한 반경으로 이동

α4 - α1 : 임의의 바람직한 기능에 따른 브리치(20)의 후방을 향한 이동

크랭크(1)가 회전하는 동안 항상 브리치(20)가 그 한계 위치에서 특정 시구간 동안 정지 상태를 유지하도록 보장하기 위해, 컨트롤 캠(6)은 커넥팅 로드(3)의 길이와 함께 브리치(20)의 전방 한계 위치 및 후방 한계 위치를 중심으로 전술한 영역(α1 내지 α2 및 α3 내지 α4)에서 일정한 반경을 갖는다. α2 내지 α3 및 α4 내지 α1 사이에서 상기 영역의 형상은 이동 기능에 의해 사전에 결정되며(예컨대 사인 곡선 프로파일임), 다시 말하면 브리치의 이동에 의해 형성된다. 이들 형상은, 특히 가속도, 최대 속도, 평활도 및 저킹(jerking)으로부터의 자유도 등에 대해 최적화될 수 있다.

후방 한계 위치(Ev)와 전방 한계 위치(Ev1) 사이에서 커넥팅 로드(3)가 이동하는 거리는, 브리치(20)의 이동 변위에 대응한다. 크랭크(1) 및 크랭크 홈(1.1)의 길이뿐만 아니라 커넥팅 로드(3)의 길이는 이러한 목적을 위해 적절하게 매칭되며 구성된다.

도 2는 브리치(20)를 위한 구동장치(100)의 개략적인 도면, 특히 외부 구동식 무기(21)(단지 부분적으로 도시되어 있음)의 브리치를 위한 구동장치의 개략적인 도면을 도시한 것이다. 무기 포신(22)은 포신 잠금용 부시(23)에 장착되거나 무기 하우징에 부착된다. 브리치(20)는 여기에 고정될 수 있다. 브리치(20)는 무기 포신 축선의 방향으로 브리치 가이드(2) 상에서 이동될 수 있다. 크랭크 하우징이 또한 도시되어 있으며, 무기 하우징에서 하우징 하부(12)와의 통합도 또한 가능하고, 바람직한 실시예에서 하우징 상부(13)와의 통합도 또한 가능하다. 컨트롤 캠(6)은 각각의 경우에 거울 이미지 형태로 통합된다. 단지 하나의 컨트롤 캠(6)에서 샤프트(11)의 잼(jam)이 방지될 수 있다면, 하우징 상부(13)는 필요 없을 수도 있다. 이때 홈이 하부에서 개방됨에 따라 컨트롤 캠(6)은 하우징 하부(12)를 통과할 수 있다.

도 3은 도 5와 함께 브리치 드라이버(4)를 도시한 것이며, 브리치 드라이버의 드라이버 탭(4.1)은 맞물림 방식으로 브리치(20)에 연결되고 그 치형 시스템은 피니언(9) 상에서 브리치와 결합된다. 반대측에서, 피니언(9)은 하우징에 고정된 치형 로드(10)에 결합되고(이러한 부착은 더 상세하게 도시되어 있지 않음), 피니언은 커넥팅 로드 헤드(3.1) 상에서 회전할 수 있도록 장착되며, 다음으로 볼트를 통해 커넥팅 로드에 연결된다. 커넥팅 로드(3) 및 크랭크(1)는 샤프트(11)에 의해 샤프트(11)의 양측에 장착된 롤러(5)와 연결되어, 롤러가 하우징 하부(12)와 하우징 상부(13)에 있는 컨트롤 캠(6)에서 작동하도록 하며, 이 경우 샤프트(11)는 크랭크(1)에 있는 홈(1.1)에서 이동될 수 있다. 크랭크(1)는 하우징 하부(12) 상에 장착되어, 하우징 하부가 중앙 샤프트(M)을 중심으로 중앙 샤프트(M)를 통해 모터에 의해 구동되는 크랭크(1)와 함께 회전할 수 있도록 한다.

역전 위치에서의 대기 시간과 함께 브리치(20)의 원하는 진동형 이동을 구현하기 위해, 크랭크(1)는 모터에 의해 중앙 샤프트를 중심으로 계속적으로 회전하게 된다. 이 경우, 크랭크(1)는 동일한 회전 방향으로 샤프트(11)를 구동한다. 샤프트는, 샤프트(11) 상의 롤러(5)가 안내되는 하우징 상부(13) 및 하우징 하부(12)에서 바람직하게는 2개의 동일한 컨트롤 캠(6)에 의해 반경방향으로 안내된다. 샤프트(11)는 컨트롤 캠(6)의 형상에 대응하여 커넥팅 로드(3)에 의해 커넥팅 로드 헤드(3.1)에 이러한 이동을 전달한다(도 4).

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 커넥팅 로드 헤드(3.1)는 측방향 힘이 흡수되는 하우징 상부(13) 및 하우징 하부(12)에 있는 홈(15)에서 안내된다(더 이상 상세하게 도시되어 있지 않음). 커넥팅 로드 헤드(3.1) 상의 피니언(9)은, 이동 중에 하우징에 고정되는 치형 로드(10) 상에서 롤링을 행하며, 회전하게 된다. 피니언(9)의 회전 이동은 따라서 커넥팅 로드 헤드(3.1)의 이동에 비해 선형 이동을 2배로 만든다. 이러한 긴 선형 이동이 요구되지 않는다면, 브리치(20)는 대안으로 또한 커넥팅 로드(3)의 전방 단부에 직접 커플링될 수 있다. 드라이버(4)가 맞물림 방식으로 드라이버 탭(4.1)을 통해 브리치(20)에 연결되기 때문에, 브리치(20)는 축선에 평행하게 이동되지만, 적어도 무기 포신(22)의 무기 포신 축선의 방향으로 이동된다.

컨트롤 캠(들)(6)에 대한 훨씬 더 컴팩트한 물리적 형상은, 중앙 샤프트와 모터 사이에, 예컨대 이심 기어 휠(더 이상 상세하게 도시되어 있지 않음)의 쌍을 배치함으로써 달성될 수 있고, 이들 기어 휠은 크랭크(1)의 회전 속도의 2배로 회전한다. 이심 기어 휠은 계속적인 스텝 업 비율을 초래하며, 그 결과로서, 모터 회전 속도가 일정할 때 크랭크(1)는 대기 시간 단계 동안 더욱 느리게 회전하고 브리치 이동 단계 동안 더욱 빠르게 회전한다. 컨트롤 캠(들)(6)의 각도 범위(α1 내지 α2 및 α3 내지 α4)는 이에 따라 전방 위치 및 후방 위치에서 브리치(20)의 대기 시간을 단축하지 않고 더 작아질 수 있다.

Eh : 후방 단부 Ev : 전방 단부
M : 회전 샤프트 1 : 크랭크
1.1 : 홈 3 : 커넥팅 로드
4 : 드라이버 4.1 : 드라이버 탭
5 : 슬라이딩 수단 6 : 컨트롤 캠
9 : 피니언 12 : 하우징 하부
13 : 하우징 상부 20 : 브리치
22 : 무기 포신 100 : 구동장치

Claims (16)

1. 브리치가 무기의 무기 포신에 대해 축선 방향으로 이동할 수 있도록 브리치에 작동 가능하게 연결되는 구동장치로서, 상기 구동장치는,
   (a) 모터에 연결된 회전 샤프트를 통해 구동되는 크랭크;
   (b) 커넥팅 로드의 후방 단부가 크랭크에 형성된 홈에서 이동할 수 있도록 그리고 커넥팅 로드의 전방 단부가 피니언을 통해 브리치에 또는 브리치의 드라이버에 연결되도록 배치되는 커넥팅 로드로서, 상기 크랭크 및 커넥팅 로드는 홈 내에 통합되는 샤프트를 통해 서로 연결되는 것인 커넥팅 로드;
   (c) 커넥팅 로드의 후방 단부에 배치되는 적어도 하나의 슬라이딩 수단으로서, 제1 컨트롤 캠을 따라 제1 컨트롤 캠에 의해 안내되어 작동되는 적어도 하나의 슬라이딩 수단
   을 포함하며,
   상기 제1 컨트롤 캠은 본질적으로 폐쇄된 캠 구조이고 브리치를 위한 이동 프로파일을 형성하는 복수 개의 정해진 영역을 가지며,
   브리치의 일부 또는 브리치의 드라이버는 피니언과 맞물리는 치형 시스템을 갖고, 상기 피니언은 커넥팅 로드 상에서 회전하도록 커넥팅 로드의 전방에 통합되며,
   피니언의 회전의 결과로서, 브리치는 크랭크의 회전 중에 커넥팅 로드를 통해 이동되는 것인 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 크랭크 하우징의 하우징 하부에 통합되는 것인 구동장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 하부에서 개방되는 홈을 포함하는 것인 구동장치.
4. 제3항에 있어서,
   (d) 상기 하우징 하부에 대한 거울상 형태인 것을 제외하고는 하우징 하부와 동일한 하우징 상부에 통합되는 제2 컨트롤 캠
   을 더 포함하는 구동장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 브리치의 공급의 이동 프로파일을 형성하는 4개의 상이한 영역을 갖는 것인 구동장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 두꺼운 땅콩 형상을 갖는 것인 구동장치.
7. 제2항에 있어서,
   (d) 상기 하우징 하부에 대한 거울상 형태인 것을 제외하고는 하우징 하부와 동일한 하우징 상부에 통합되는 제2 컨트롤 캠
   을 더 포함하는 구동장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 브리치의 공급의 이동 프로파일을 형성하는 4개의 상이한 영역을 갖는 것인 구동장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 두꺼운 땅콩 형상을 갖는 것인 구동장치.
10. 제1항에 있어서,
    (d) 하우징 하부에 대한 거울상 형태인 것을 제외하고는 하우징 하부와 동일한 하우징 상부에 통합되는 제2 컨트롤 캠
    을 더 포함하는 구동장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠 및 제2 컨트롤 캠 각각은 브리치의 공급의 이동 프로파일을 형성하는 4개의 상이한 영역을 갖는 것인 구동장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠 및 제2 컨트롤 캠 각각은 두꺼운 땅콩 형상을 갖는 것인 구동장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 브리치의 공급의 이동 프로파일을 형성하는 4개의 상이한 영역을 갖는 것인 구동장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 컨트롤 캠은 두꺼운 땅콩 형상을 갖는 것인 구동장치.
15. 제1항에 있어서, 이심 기어 휠의 쌍이 회전 샤프트와 모터 사이에 위치하며, 크랭크의 회전 속도의 2배로 회전하는 것인 구동장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 브리치는 커넥팅 로드의 전방 단부에 직접 커플링되며, 상기 드라이버는 맞물림 방식으로 하나 이상의 드라이버 탭을 통해 브리치에 연결되고, 브리치는 적어도 무기 포신의 무기 포신 축선의 방향으로 축선 방향에 평행하게 이동되는 것인 구동장치.

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